电磁超材料

电磁超材料是一种人 造的具备超常物理特性的 复合材料，它能够灵活调 控电磁波的物理特性，改 变无线信道环境的电磁特 性，实现电磁空间的智能 调控，为天线、通信、雷 达、隐身等多个技术领域 的发展提供了全新的思路 。本书对过去数年东南大 学在电磁超材料领域中的 系列工作进行了总结，详 细介绍了电磁超材料及相 关器件、系统的设计原理 和实现技术，并对其未来 的应用进行了初步的探讨 和展望。全书层次清晰、 内容丰富，包含大量的设 计案例，可作为相关领域 的硕士、博士研究生或从 业人员的参考书。

第一章 引言 1.1 电磁超材料概述 1.2 等效媒质超材料 1.2.1 等效媒质模型 1.2.2 典型超材料器件 1.2.3 可调、可重构和有源超材料 1.3 表面等离激元超材料 1.3.1 表面等离激元简介 1.3.2 用于量子技术的基于单等离激元的PIC 1.3.3 人工表面等离激元 1.3.4 无源和有源SSPP器件 1.3.5 片上亚太赫兹SSPP器件 1.3.6 局域表面等离激元 1.4 信息超材料 1.4.1 超表面概述 1.4.2 数字超表面与编码超表面 1.4.3 基于编码超材料的功能器件 1.4.4 可编程超材料和新概念系统 1.4.5 基于超材料的实时信息处理器 1.5 小结与展望 1.6 参考文献 第二章 空间编码超材料的设计原理和远场综合技术 2.1 编码超材料基本原理与设计 2.2 微波与太赫兹编码超材料的制备及测量 2.3 极化编码与频率编码超材料 2.4 编码超材料的远场综合技术 2.5 可编程超材料的原理及应用 2.6 小结 2.7 参考文献 第三章 基于空间编码超材料的近场综合技术 3.1 应用超表面调控三维近场分布 3.1.1 背景介绍 3.1.2 超表面的综合方法 3.1.3 超表面设计实例 3.1.4 超表面的物理实现 3.1.5 全波仿真与实验测量 3.1.6 数值实验比较场的近似精度 3.1.7 全介质超表面 3.2 应用高效率纯相位超表面实现电磁场的全状态综合 3.2.1 背景介绍 3.2.2 PO型全息超表面的设计方法 3.2.3 利用后向传播和GS算法逼近目标场 3.2.4 设计方法 3.2.5 全状态场分布综合示例 3.2.6 物理实现和表征 3.3 计算矩阵向量积的快速高效方法 3.4 小结 3.5 参考文献 第四章 时间编码超材料与时空编码超材料 4.1 时间编码超材料概念与理论 4.2 时间编码数字超表面的代表性应用 4.2.1 非线性谐波调控 4.2.2 谐波幅相独立调控 4.2.3 高效率频率合成 4.3 时空编码超材料的概念与理论 4.3.1 时空编码超材料的基本概念 4.3.2 时空编码调制理论 4.4 时空编码数字超表面的代表性应用 4.4.1 谐波波束扫描 4.4.2 波束调控与塑形 4.4.3 散射能量缩减 4.4.4 可编程非互易效应 4.4.5 任意多比特相位生成 4.4.6 多谐波联合独立调控 4.5 小结 4.6 参考文献 第五章 超材料在无线通信中的应用 5.1 无线通信中超材料的基本原理 5.1.1 波束调控原理 5.1.2 信息调制原理 5.2 集成超表面的简化架构发射机与无线通信系统 5.2.1 频移键控(FSK)发射机 5.2.2 相移键控(PSK)发射机 5.2.3 正交幅度调制(QAM)发射机 5.2.4 方向图调制发射机 5.2.5 多输入多输出(MIMO)系统 5.3 超表面自由空间路径损耗模型 5.3.1 超表面自由空间路径损耗理论建模 5.3.2 超表面自由空间路径损耗测量验证 5.4 小结 5.5 参考文献 第六章 超材料前沿进展：非互易超材料 6.1 非互易超表面研究进展 6.1.1 线性时变方法 6.1.2 线性时不变方法 6.1.3 非线性方法 6.2 功能可定制非互易超表面设计 6.2.1 功能1：正向电磁二极管 6.2.2 功能2：反向电磁二极管 6.2.3 功能3：正向空间限幅器 6.2.4 功能4和5：正向限幅阈值调控 6.3 非互易可编程的超表面及其智能设计 6.3.1 非互易可编程超表面设计 6.3.2 基于可编程增益超表面的人工智能学习机 6.4 小结 6.5 参考文献 第七章 超材料前沿进展：量子超材料 7.1 全量子超材料 7.1.1 超导量子超材料 7.1.2 非线性量子超材料 7.1.3 时空量子超材料 7.2 类量子超材料 7.2.1 拓扑量子超材料 7.2.2 类EIT量子超材料 7.3 量子超材料的应用 7.3.1 量子单光子源 7.3.2 量子纠缠源 7.3.3 量子态调控 7.3.4 量子探测 7.3.5 量子成像 7.3.6 量子信息编码 7.4 小结 7.5 参考文献 第八章 各向异性与全极化可编程超材料 8.1 各向异性独立可编程超表面 8.1.1 各向异性可编程超表面单元 8.1.2 各向异性可编程超表面制备 8.1.3 控制电路设计与实现 8.1.4 各向异性可编程功能 8.2 全极化可编程超表面 8.2.1 单元设计 8.2.2 不同极化波响应测试结果 8.2.3 智能多普勒速度隐藏系统 8.3 小结 8.4 参考文献